JP2001228675A

JP2001228675A - 画像形成装置

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Publication number: JP2001228675A
Application number: JP2000041788A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Inoue; 雅博井上
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-02-18
Filing date: 2000-02-18
Publication date: 2001-08-24
Anticipated expiration: 2020-02-18
Also published as: JP4428789B2

Abstract

(57)【要約】【課題】単色画像形成時の生産性を、カラー画像形成
時における生産性よりも高めることができるようにす
る。【解決手段】カラー画像形成時には、センサ１６で検
知した基準マーク１５の位置に同期して各色（イエロ
ー、マゼンタ、シアン、ブラック）のトナー像を中間転
写体５上に重畳転写し、ブラック単色画像形成時には、
センサ１６で検知した基準マーク１５の位置と非同期で
ブラック単色トナー像を中間転写体５上に転写すること
により、ブラック単色画像の連続形成時の生産性を、カ
ラー画像形成時における生産性の４倍以上に高めること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式によ
って画像形成を行う複写機、プリンタ、ファクシミリ等
の画像形成装置に関し、特に感光ドラム等の像担持体上
に形成される単色又は複数色のトナー像を中間転写体上
に１次転写した後に転写材に２次転写する構成の画像形
成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、情報化社会の発展に伴って、大量
の文書を複写したり、コンピュータ等から直接プリント
アウトするといったニーズが急速に拡大してきている。
また、文書や画像をカラーで出力するニーズも広がって
きており、大量の白黒画像出力が可能でカラー画像出力
も可能となるような画像形成装置が待望されている。カ
ラー画像形成方式としては、昇華型、熱転写型、インク
ジェット型などの画像形成装置が用いられているが、高
速で画像形成、特に白黒画像形成を行うためには電子写
真方式が最も優れているといわれている。

【０００３】この電子写真方式の画像形成装置の中でも
転写材の種類を選ばないで画像形成が行え、且つカラー
レジストレーションに優れている中間転写方式が主流を
占めつつある。

【０００４】中間転写方式の画像形成装置では、第１の
像担持体としての単一の回転ドラム型の電子写真感光体
（以下、感光ドラムという）上に形成されたイエロー、
マゼンタ、シアン、ブラックの各単色トナー像を、それ
ぞれ第２の像担持体としての中間転写体（中間転写ドラ
ムや中間転写ベルト）上に順次重ね合わせた後に、第３
の像担持体としての転写材上に一括転写することによっ
てフルカラー画像が形成される。

【０００５】この中間転写方式は、中間転写ドラム（中
間転写体）に転写材を巻き付ける必要がないため、封筒
や厚紙等の転写材に対応することができ、汎用性が高
く、且つ転写材の厚みによってカラーレジストレーショ
ンが変化することがないため、高画質が得られるという
メリットがある。

【０００６】また、このような中間転写方式のカラー画
像形成装置において、モノカラーモード時、特にブラッ
ク単色モードの時はブラック単色のみのトナー像を中間
転写体から転写材上に転写、定着させてモノカラー画像
（ブラック単色画像）を得ている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述したように中間転
写方式で単一の感光ドラムを備えたカラー画像形成装置
では、フルカラー画像を形成する場合には感光ドラムが
４回転して各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラッ
ク）のトナー像が形成されるが、モノカラー画像（例え
ばブラック単色画像）を形成する場合には感光ドラムが
１回転してモノカラー画像（例えばブラック単色画像）
が形成される。このため、モノカラー画像形成時に出力
されるモノカラー画像（例えばブラック単色画像）の生
産性は、フルカラー画像形成時に出力されるフルカラー
画像の生産性の４倍である。

【０００８】ところで、近年、オフィス等で上述した中
間転写方式で単一の感光ドラムを備えたカラー画像形成
装置においても、モノカラー画像（例えばブラック単色
画像）を出力する割合は高い。このため、上述した中間
転写方式で単一の感光ドラムを備えたカラー画像形成装
置でモノカラー画像（ブラック単色画像）を出力する場
合でも、簡易な方法でより生産性の高い、即ちフルカラ
ー画像時の４倍以上の生産性を有する画像形成装置が待
望されている。

【０００９】そこで本発明は、中間転写方式で単一の感
光ドラムを備えたカラー画像形成装置でモノカラー画像
（ブラック単色画像）を出力する場合でも、フルカラー
画像時の４倍以上の生産性を有する画像形成装置を提供
することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、静電潜像が形成される像担持体と、前記像
担持体上に形成された静電潜像を現像して単色又は複数
色のトナー像を形成する複数の現像器を有する現像手段
と、前記像担持体上に形成されたトナー像が１次転写さ
れる中間転写体と、前記中間転写体上に転写されたトナ
ー像を転写材に２次転写する２次転写部材とを備え、カ
ラー画像形成時には、前記複数の現像器で前記像担持体
上に形成したそれぞれ色の異なる複数のトナー像を前記
中間転写体上に重畳転写してから前記２次転写部材で前
記転写材上に一括転写し、単色画像形成時には、前記複
数の現像器のうちの任意の現像器で前記像担持体上に形
成した単色トナー像を前記中間転写体上に転写してから
前記２次転写部材で前記転写材上に転写する画像形成装
置において、前記中間転写体上に設けた該中間転写体の
基準位置を示す基準位置目印と、前記基準位置目印を検
知する検知手段とを有し、カラー画像形成時には、前記
検知手段で検知した前記基準位置目印の位置に同期して
前記色の異なる複数のトナー像の前記中間転写体上への
重畳転写を行い、単色画像形成時には、前記検知手段で
検知した前記基準位置目印の位置と非同期で前記単色ト
ナー像の前記中間転写体上への転写を行うことを特徴と
している。

【００１１】また、カラー画像形成時における前記中間
転写体の１回転当りに対する非転写領域の比率をＰ１、
単色画像形成時における前記中間転写体の１回転当りに
対する非転写領域の比率をＰ２とすると、Ｐ１＞Ｐ２で
あることを特徴としている。

【００１２】また、単色画像連続形成時には、連続給送
される前記転写材の所定の給送間隔で前記単色トナー像
を前記中間転写体上に転写することを特徴としている。

【００１３】また、前記現像手段は、イエロー用の現像
器、マゼンタ用の現像器、シアン用の現像器を搭載した
回転自在な３色ロータリー現像器と、前記３色ロータリ
ー現像器と別体のブラック単色現像器を備えていること
を特徴としている。

【００１４】また、前記単色トナー像は、ブラックトナ
ー像であることを特徴としている。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態について説明する。

【００１６】〈実施の形態１〉図１は、本発明の実施の
形態１に係る画像形成装置（本実施の形態では、電子写
真方式の中間転写方式で単一の感光ドラムを備えたカラ
ー画像形成及びブラック単色画像形成可能なレーザビー
ムプリンタ等の画像形成装置）を示す概略構成図であ
る。本画像形成装置は、像担持体としての感光ドラム
１、帯電ローラ２、露光装置３、現像装置４、ドラム状
の中間転写体（中間転写ドラム）５、感光ドラムクリー
ニング装置６、定着装置７、２次転写部材としての２次
転写ベルト８等を備えている。

【００１７】感光ドラム１は、アルミニウム製のドラム
基体（不図示）上に光導電層（不図示）を有しており、
所定の周速（プロセススピード）で矢印ａ方向（反時計
方向）に回転駆動される。感光ドラム１の直径は、本実
施の形態では６２ｍｍである。

【００１８】帯電ローラ２は、感光ドラム１表面に対し
て所定の押圧力で圧接され、感光ドラム１の回転駆動に
伴い従動回転し、帯電バイアスの印加により感光ドラム
１を負極性及び所定の電位に一様に帯電する。

【００１９】露光装置３は、入力される画像情報の時系
列電気デジタル画素信号に対応して変調されたレーザ光
がレーザ出力部（不図示）から出力され、高速回転する
ポリゴンミラー（不図示）等を介して帯電された感光ド
ラム１表面を画像露光Ｌすることにより、感光ドラム１
表面に各色成分に対応した静電潜像を形成する。

【００２０】現像装置４は、イエロー（Ｙ）現像器４
Ｙ、マゼンタ（Ｍ）現像器４Ｍ、シアン（Ｃ）現像器４
Ｃ、ブラック（ＢＫ）現像器４ＢＫが回転体４ａに搭載
されており、回転駆動装置（不図示）による回転体４ａ
の矢印ｂ方向（時計方向）の回転によって、現像過程で
イエロー現像器４Ｙ、マゼンタ現像器４Ｍ、シアン現像
器４Ｃ、ブラック現像器４ＢＫの順で感光ドラム１と対
向する現像位置に配置される。これらの現像器４Ｙ、４
Ｍ、４Ｃ、４ＢＫは、トナーを保持し現像位置へ搬送す
る現像剤担持体としての現像スリーブ４ｂを備えてお
り、現像時、現像スリーブ４ｂに現像バイアス（負極性
の直流電圧、必要に応じて交流電圧を重畳してもよい）
が印加され、感光ドラム１上の静電潜像にトナーを静電
的に付着させてトナー像として現像する。現像方式とし
ては、現像スリーブ４ｂと感光ドラム１とを接触させて
現像する接触現像方式、又は現像スリーブ４ｂを感光ド
ラム１に非接触で現像する非接触現像方式のいずれでも
よい。本実施の形態では、感光ドラム１表面の露光部分
電位部を負帯電性のネガトナーで反転現像して、静電潜
像を顕像化（可視像化）する。

【００２１】中間転写体５は、１次転写ニップ部Ｔ１で
感光ドラム１表面に当接し、更に２次転写ニップ部Ｔ２
で２次転写ベルト８表面に当接しており、矢印ｃ方向
（時計方向）に感光ドラム１と同速度で回転する。表面
が中抵抗の弾性ローラである中間転写体５には１次転写
バイアス電源９が接続されており、１次転写バイアス電
源９から中間転写体５の芯金に所定の１次転写バイアス
（正極性の直流電圧）が印加され、これにより感光ドラ
ム１上に形成されるトナー像が、１次転写ニップ部Ｔ１
において感光ドラム１と中間転写体５間の電位差によっ
て、中間転写体５上に１次転写される。中間転写体５の
直径は、本実施の形態では１８６ｍｍである。また、中
間転写体５の非画像形成領域には、中間転写体５の基準
位置（ホームポジョン）を示す基準マーク１５が設けら
れており、後述する１次転写時にセンサ１６で基準マー
ク１５を検知して、各色のトナー像が中間転写体５上に
正確に重ね合わされるようにイエロー、マゼンタ、シア
ン、ブラックの画像形成タイミングが制御される。セン
サ１６は、中間転写体５の基準マーク１５が位置してい
る領域に光を照射し、その反射光の受光出力に基づいて
基準マーク１５を検知することができる。

【００２２】２次転写ベルト８は、２次転写ローラ１０
と駆動ローラ１１間に張架された無端状の樹脂ベルトで
あり、駆動ローラ１１の回転駆動によってベルト上面が
矢印方向に移動（回転）する。２次転写ローラ１０には
２次転写バイアス電源１２が接続されており、２次転写
ローラ１０に所定の２次転写バイアス（正極性の直流電
圧）を印加する。２次転写ベルト８は、所定のタイミン
グで中間転写体５に対して当接・離間自在であり、２次
転写時に２次転写ローラ１０は２次転写ニップ部Ｔ２に
て、２次転写ベルト８を介して中間転写体５に所定の２
次転写圧で当接される。

【００２３】中間転写体５の外周面には、中間転写体ク
リーニングローラ１３が当接・離間自在に配置されてお
り、中間転写体クリーニングローラ１３には、中間転写
体５のクリーニング時にバイアス電源１４から所定のバ
イアス（正極性の直流電圧）が印加され、転写材Ｐに転
写されないで中間転写体５の表面に残った２次転写残ト
ナーを除去する。なお、中間転写体クリーニングローラ
１３は、中間転写体５上の２次転写残トナーを逆極性に
帯電するものであり、この逆極性に帯電された２次転写
残トナーは、感光ドラム１上のトナー像の中間転写体５
上への１次転写と同時に、逆に中間転写体５から感光ド
ラム１に移送されて、感光ドラムクリーニング装置６に
よって除去される。

【００２４】定着装置７は、定着ローラ７ａと加圧ロー
ラ７ｂを有しており、定着ローラ７ａと加圧ローラ７ｂ
間の定着ニップ部にて未定着トナー像が転写されている
転写材Ｐを加熱、加圧してトナー像を熱定着する。

【００２５】次に、上述した画像形成装置のフルカラー
画像形成動作について説明する。画像形成開始信号が入
力されると、感光ドラム１は所定のプロセススピード
（例えば１００ｍｍ／ｓｅｃ）で矢印ａ方向に回転駆動
される。また、中間転写体５も感光ドラム１と同じプロ
セススピードで矢印ｃ方向に回転される。

【００２６】そして、感光ドラム１は所定の帯電バイア
スが印加された帯電ローラ２により負極性及び所定の電
位に帯電される。そして、帯電された感光ドラム１上に
露光装置３によりレーザ光による画像露光Ｌが与えられ
て、目的のカラー画像の第１色目のイエロートナー像に
対応した静電潜像が形成される。そして、現像装置４の
回転体４ａを回転駆動してイエロー現像器４Ｙを現像位
置に配置し、イエロー現像器４Ｙにより前記静電潜像を
現像してイエロートナー像を形成する。

【００２７】感光ドラム１上に形成担持されたイエロー
トナー像は、感光ドラム１と中間転写体５間の１次転写
ニップ部Ｔ１を通過する過程で、この１次転写ニップ部
Ｔ１での圧力と１次転写バイアス電源９より中間転写体
５に印加される１次転写バイアス（トナーと逆極性（正
極性））により形成される電界によって、中間転写体５
の外周面に１次転写（中間転写）される。中間転写体５
上にイエロートナー像が１次転写された後に、中間転写
体５に１次転写されないで感光ドラム１上に残った１次
転写残トナーは、感光ドラムクリーニング装置６のクリ
ーニングブレード６ａによって除去され回収される。

【００２８】また、本実施の形態では、中間転写体５の
外径（直径）を１８６ｍｍとしている。中間転写体５の
外径を決定する要因はいくつかある。

【００２９】要因の一つとして、少なくとも出力させた
い転写材（用紙）の最大サイズの画像形成装置内におけ
る進行方向（給送方向）長さより大きくなければならな
いというものである。転写材のサイズとしては、通常、
日本国内ではＡ３サイズ（２９７×４２０ｍｍ）が最大
サイズ紙として用いられることが多く、北米地域ではレ
ジャーサイズ（１１×１７インチ）のものが最大サイズ
紙として用いられることが多い。しかしながら、最近で
はさらに大きなサイズの転写材の需要も多く１２×１８
インチ紙（進行方向長さが約４５７．２ｍｍ）や、これ
以上のサイズの転写材に対する需要も高まってきている
のが現状である。

【００３０】また、別の要因としては上述した最大サイ
ズ紙の約半分の大きさを有するサイズの紙、例えば国内
においてはＡ４サイズ（２１０×２９７ｍｍ）の転写材
に画像形成する際には、前記Ａ３サイズの転写材に画像
形成する時の２倍の生産性を得たいという要求からくる
もので、中間転写体５の１周上にＡ４サイズ紙２枚分に
相当する画像イメージを顕像化する必要が生じる。単に
Ａ４サイズ紙２枚分のスペースであればＡ３サイズ紙１
枚分のスペースと変わりがないのであるが、２枚分のＡ
４サイズ紙はその間隔が０の状態では画像形成装置内を
給送することができないので所定の間隔、本実施の形態
の画像形成装置においては５７ｍｍ空けている。この距
離は、高精度のレジストレーションを取ろうとすると大
きくする必要がある。従って、Ａ４サイズ紙２枚分（進
行方向長さに直すと２１０×２＝４２０ｍｍ）にこの連
続する転写材間の距離を加えた長さ以上の周長が必要に
なる。

【００３１】更に、上記２つの要因に加えてフルカラー
画像形成を行う際には、現像する色を切り替える際の時
間を考慮した分だけの周長余裕が必要になる。本実施の
形態例においては、図１に示したように回転体４ａにイ
エロー現像器４Ｙ、マゼンタ現像器４Ｍ、シアン現像器
４Ｃ、ブラック現像器４ＢＫを搭載した４色ロータリー
現像方式なので、各色間でこの回転体４ａを９０度回転
させるのに要する時間に相当する距離だけ中間転写体５
上に空走させられる領域を設ける必要がある。本実施の
形態においては、この距離が１０７．３ｍｍ、時間に直
すと１．０７３秒分の時間余裕をとる構成とした。この
現像色の切り替えという操作は、フルカラー画像形成時
には必ず発生し、本実施の形態のように４色ロータリー
現像方式のみならず、大径の感光ドラムを用い、その周
囲に固定式の各色の現像器を配置したような構成の画像
形成装置においても同様に発生する。

【００３２】上述した各要因をすべて考慮して中間転写
体５の周長を決定しようとした場合、本実施の形態にお
いては、Ａ４サイズ紙２枚貼りの時が中間転写体５の最
大周長を必要とした。具体的なサイズは以下のような計
算式により求めることができる。周長＝（Ａ４サイズ紙２枚分）＋（連続通紙時の紙間）
＋（各現像器の色切り替え相当時間の空走距離）＝２１０×２＋５７＋１０７．３＝５８４．３（ｍｍ）となり、直径に直すと上述の１８６ｍｍとなる。

【００３３】そして、上述のようにしてイエロートナー
像の１次転写が終了すると、回転体４ａを回転駆動して
順に次の現像器（マゼンタ現像器４Ｍ、シアン現像器４
Ｃ、ブラック現像器４ＢＫ）を現像位置に移動させて、
第１色目のイエローの場合と同様にして第２、３、４色
目のマゼンタ、シアン、そしてブラックの各色につい
て、静電潜像の形成、現像工程、１次転写、クリーニン
グを順次行うことにより、中間転写体５上に４色のトナ
ー像を重ね合わせて、目的のカラー画像に対応した各色
によるトナー像が中間転写体５上に形成される。この
際、上述したようにセンサ１６で中間転写体５上の基準
マーク１５を検知して、この基準マーク１５から各色の
トナー像が中間転写体５上に正確に重ね合わされるよう
にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成タ
イミングが制御される。なお、感光ドラム１から中間転
写体５への各色のトナー像の重畳転写工程において、２
次転写ベルト８及び中間転写体クリーニングローラ１３
は中間転写体５から離間している。

【００３４】そして、このフルカラー画像の形成に同期
して、２次転写ベルト８が中間転写体５に当接して、給
紙カセット（不図示）から所定サイズの用紙としての転
写材Ｐが、レジストローラ対１７によって転写前ガイド
１８を通して中間転写体５と２次転写ベルト８間の２次
転写ニップ部Ｔ２に給送される。この際、２次転写バイ
アス電源１２より２次転写ローラ１０へ２次転写バイア
ス（正極性の直流電圧）が印加され、中間転写体５上に
重畳転写（１次転写）されたフルカラー画像が転写材Ｐ
上に一括転写（２次転写）される。

【００３５】そして、フルカラー画像が転写された転写
材Ｐは、２次転写ベルト８の搬送方向下流側で曲率分離
されて定着装置７の定着ローラ７ａと加圧ローラ７ｂ間
に搬送されて加熱、加圧され、表面にフルカラー画像が
熱定着されて排紙トレイ上（不図示）に排紙されて、一
連の画像形成動作を終了する。

【００３６】また、中間転写ドラム５上に２次転写され
ずに残った２次転写残トナーは、バイアス電源１４から
バイアス（正極性の直流電圧）が印加された中間転写体
クリーニングローラ１３によって本来とは逆極性に帯電
され、１次転写ニップ部Ｔ１にて感光ドラム１に静電的
に吸着されて、中間転写体５の表面が清掃される。感光
ドラム１上に逆転写されたこの２次転写残トナーはその
後、感光ドラムクリーニング装置６のクリーニングブレ
ード６ａによって回収される。

【００３７】また、モノカラー画像（ブラック単色画
像）を出力する場合には、回転体４ａを回転駆動してブ
ラック現像器４ＢＫを現像位置に移動させ、感光ドラム
１上に形成したブラックトナー像を中間転写体５上に１
次転写した後に転写材上に２次転写することによって、
ブラック単色画像を得ることができる（本発明の特徴で
あるモノカラー画像（ブラック単色画像）の形成動作の
詳細については後述する）。

【００３８】次に、上述したフルカラー画像連続形成時
において、転写材ＰがＡ４サイズ（２１０×２９７ｍ
ｍ）紙２枚貼りの場合における１次転写時の中間転写体
５上での各色のトナー像の転写状態を、図２を参照して
詳細に説明する。なお、図２では、２枚貼りのＡ４サイ
ズ紙を連続２枚通紙した状態であり、中間転写体５が８
回転した状態である。

【００３９】上述したように、中間転写体５上の基準位
置（ホームポジョン）を示す基準マーク（図２中では
Ｈ．Ｐ．と表記）１５と各色のトナー画像先端を同期し
て画像形成させている。従って、感光ドラム１上に形成
された１色目のイエロートナー像が１次転写位置に到達
した時に中間転写体５の基準マーク（Ｈ．Ｐ．）１５も
１次転写位置に到達していて、この位置から１枚目のイ
エロー画像の１次転写が開始される。１枚目のイエロー
画像に続いて、２枚目のイエロー画像が形成されるので
あるが、この時、１枚目のイエロー画像と２枚目のイエ
ロー画像の間隔は上述したようにＡ４サイズ紙連続通紙
時における紙間距離である５７ｍｍになっている。

【００４０】更に、引き続いて１枚目のマゼンタ画像の
１次転写が行なわれるが、この時、２枚目のイエロー画
像と１枚目のマゼンタ画像の間隔は上述したようにイエ
ロー現像器４Ｙとマゼンタ現像器４Ｍの切り替え時間を
反映した１０７．３ｍｍとなっている。当然であるが、
これにより、１枚目のマゼンタ画像先端も中間転写体５
の基準マーク（Ｈ．Ｐ．）１５と同期して画像が形成さ
れることになり、色ずれの無い画像が形成できる。逆の
見方をすると、中間転写体５の周長は画像形成装置によ
って誤差があり、また、使用している間に伸び縮みが生
じてくることがある。このような場合においても、フル
カラー画像形成時に色ずれを生じなくするには、色毎に
基準マーク（Ｈ．Ｐ．）１５を検知し、同期をとって画
像形成しなければならないということを意味する。

【００４１】以下同様にして、中間転写体５上にシア
ン、ブラックの各色のトナー像が順次重畳転写されてい
き、Ａ４サイズ紙２枚分に相当するフルカラー画像が完
成する。このＡ４サイズ紙２枚分のフルカラー画像を形
成するのに要した時間は、中間転写体５への１次転写工
程だけで見ると中間転写体５が４回転する時間、即ち、
１８６×π×４÷１００＝２３．３７秒かかることとな
る。

【００４２】従って、Ａ４サイズ紙１枚分のフルカラー
画像を形成するのに必要とされる時間は、その半分の約
１１．６９秒必要ということになる。また、厳密にいう
とＡ４サイズ紙２枚分のフルカラー画像を形成するのに
要する時間は、上記の１次転写工程に要する時間だけで
はなく、１次転写工程に至る前とその後も含めなければ
ならないが、本発明で議論しようとしている生産性を考
える時は単に２枚分ではなく、１００枚とかそれ以上の
大量の画像形成を行う時のことを論じるので、このよう
な場合においては、画像形成に要する時間はほとんど１
次転写工程が占めるので、１次転写に要する時間をのみ
を考慮して差し支えない。

【００４３】次に、モノカラー画像（ブラック単色画
像）連続形成時において、転写材ＰがＡ４サイズ（２１
０×２９７ｍｍ）紙の場合における１次転写時の中間転
写体５上でのブラックトナー像の転写状態を、図３を参
照して詳細に説明する。なお、図３では、Ａ４サイズ紙
を連続９枚通紙した状態であり、中間転写体５が４回転
した状態である。

【００４４】連続画像形成の最初は、中間転写体５上の
基準位置（ホームポジョン）を示す基準マーク（図３中
ではＨ．Ｐ．と表記）１５とブラックトナー画像先端を
同期して画像形成させている。従って、感光ドラム１上
に形成されたブラックトナー像が１次転写位置に到達し
た時に中間転写体５の基準マーク（Ｈ．Ｐ．）１５も１
次転写位置に到達していて、この位置から１枚目のブラ
ック画像の１次転写が開始される。１枚目のブラック画
像に続いて、２枚目のブラック画像が形成されるのであ
るが、この時、１枚目のブラック画像と２枚目のブラッ
ク画像の間隔は上述したようにＡ４サイズ紙連続通紙時
における紙間距離である５７ｍｍになっている。

【００４５】更に、引き続いて３枚目のブラック画像の
１次転写が行なわれるが、この時、２枚目のブラック画
像と３枚目のブラック画像の間隔は上述したフルカラー
画像連続形成時とは異なり、現像器の切り替えを必要と
しないので１枚目と２枚目の間隔と同じ５７ｍｍとなっ
ている。従って、３枚目のブラック画像先端は、中間転
写体５の基準マーク（図３中ではＨ．Ｐ．と表記）１５
と同期をとっていない。

【００４６】このように、本発明の実施の形態１におけ
るブラック単色画像連続形成時には、フルカラー画像連
続形成時とは異なり、基準マーク（Ｈ．Ｐ．）１５と同
期をとらずにＡ４サイズ紙の２ｎ枚目と（２ｎ＋１）枚
目（ｎは自然数）の間隔を、（２ｎ−１）枚目と２ｎ枚
目の間隔と同じ紙間分だけの短い間隔で画像形成を行う
ようにした。このようにして、ブラック単色画像連続形
成時には、中間転写体５が約４回転する時間の間に９枚
の画像形成が終了する。

【００４７】また、中間転写体５への１次転写工程だけ
で見ると、Ａ４サイズ紙１枚分のフルカラー画像を形成
するのに要した時間は、Ａ４サイズ紙１枚分の進行方向
長さ（２１０ｍｍ）に紙間距離（５７ｍｍ）を加えたも
のをプロセススピード（１００ｍｍ／ｓｅｃ）で割った
値、即ち、（２１０＋５７）÷１００＝２．６７（秒）
となる。

【００４８】これを生産性の観点で見直してみると、Ａ
４サイズ紙１枚分あたり必要な時間はフルカラー時１
１．６９秒、ブラック単色時２．６７秒であるので、ブ
ラック単色時の生産性は、フルカラー時の１１．６９÷
２．６７＝４．３８（倍）となり、従来のようにブラッ
ク単色時も中間転写体５の基準マーク（Ｈ．Ｐ．）１５
と同期して、中間転写体５の１回転あたり２枚の画像形
成を行っていた時、即ち、ブラック単色時の生産性がフ
ルカラー時の４倍の時と比較して、約１０％の生産性向
上を図ることができた。

【００４９】なお、このような生産性向上はＡ４サイズ
紙においてのみ達成されるものではなく、例えばフルカ
ラー画像形成時に中間転写体５を１周で１色分の画像形
成を行うようなＡ３サイズ紙に対する画像形成において
も同様の効果を得ることができる。

【００５０】Ａ３サイズ紙に画像形成する場合の生産性
を計算してみると、以下のようになる。この場合のフル
カラー画像形成に要する時間は、中間転写体５を４周分
させるに相当する時間であるから、１８６×π×４÷１
００＝２３．３７秒である。一方、ブラック単色画像形
成に要する時間は、Ａ３サイズ紙１枚分（４２０ｍｍ）
と紙間（５７ｍｍ）を加えた距離を移動するのに相当す
る時間であるから、（４２０＋５７）÷１００＝４．７
７秒である。従って、ブラック単色時の生産性はフルカ
ラー時の約４．９０倍となる。

【００５１】このように本実施の形態では、１つの感光
ドラム１と１つの中間転写体５を有した画像形成装置に
おいて、フルカラー画像連続形成時は中間転写体５上に
設けられた基準マーク１５と同期して画像形成を行い、
モノカラー画像（ブラック単色画像）連続形成時には基
準マーク１５とは非同期で、且つ連続給送時における転
写材間の間隔と同じ紙間分だけの短い間隔で画像形成す
ることができるので、モノカラー画像形成時の生産性を
フルカラー画像形成時の４倍以上に高めることが可能と
なった。

【００５２】また、本実施の形態では、ドラム状の中間
転写体５を用いた構成であったが、ベルト状の中間転写
体を用いた画像形成装置においても同様の効果を得るこ
とができる。

【００５３】〈実施の形態２〉図４は、本実施の形態に
係る画像形成装置（本実施の形態では、電子写真方式の
中間転写方式で単一の感光ドラムを備えたカラー画像形
成及びブラック単色画像形成可能な複写機等の画像形成
装置）を示す概略構成図である。

【００５４】本実施の形態の画像形成装置は、ベルト状
の中間転写体２０を用い、現像装置としてイエロー現像
器２１Ｙ、マゼンタ現像器２１Ｍ、シアン現像器２１Ｃ
が回転体２１ａに搭載された３色ロータリー現像器２１
と固定式のブラック現像器２２ＢＫを備えている。中間
転写体２０は中抵抗のシームレス樹脂ベルトで形成され
ている。他の構成は実施の形態１と同様であり、実施の
形態１と同一機能を有する部材には同一符号を付し、重
複する説明は省略する。

【００５５】３色ロータリー現像器２１は、イエロー
（Ｙ）現像器２１Ｙ、マゼンタ（Ｍ）現像器２１Ｍ、シ
アン（Ｃ）現像器２１Ｃが回転体２１ａに搭載されてお
り、回転駆動装置（不図示）による回転体２１ａの矢印
ｂ方向（時計方向）の回転によって、現像過程でイエロ
ー現像器２１Ｙ、マゼンタ現像器２１Ｍ、シアン現像器
２１Ｃの順で感光ドラム１と対向する現像位置に配置さ
れる。また、ブラック現像器２２ＢＫは、ブラック現像
時に感光ドラム１と対向する現像位置に配置される。イ
エロー現像器２１Ｙ、マゼンタ現像器２１Ｍ、シアン現
像器２１Ｃは、及びブラック現像器２２ＢＫは、感光ド
ラム１に対して非接触で現像を行う。イエロー現像器２
１Ｙ、マゼンタ現像器２１Ｍ、シアン現像器２１Ｃはト
ナー樹脂粒子のみからなる非磁性１成分現像剤を用い、
ブラック現像器２２ＢＫはトナー粒子に磁性体を含んだ
１成分現像剤を用いた。

【００５６】中間転写体２０は、１次転写ニップ部Ｔ１
で感光ドラム１表面に当接し、更に２次転写ニップ部Ｔ
２で２次転写ローラ１０に当接している。中間転写体２
０は、駆動ローラ２３、２次転写対向ローラ２４、テン
ションローラ２５、２６、及び１次転写ローラ２７間に
張架されており、駆動ローラ２３の回転駆動により矢印
ｃ方向に感光ドラム１と同じ周速度で移動（回転）す
る。１次転写ニップ部Ｔ１にて中間転写体２０を介して
感光ドラム１に当接している１次転写ローラ２７には１
次転写バイアス電源９が接続されており、１次転写バイ
アス電源９から所定の１次転写バイアス（正極性の直流
電圧）が印加され、これにより感光ドラム１上に形成さ
れるトナー像が、１次転写ニップ部Ｔ１において感光ド
ラム１と１次転写ローラ２７間の電位差によって、中間
転写体２０上に１次転写される。中間転写体５の周長
は、本実施の形態では７６３．０ｍｍである。また、中
間転写体５の非画像形成領域には、中間転写体５の基準
位置（ホームポジョン）を示す基準マーク１５が設けら
れており、実施の形態１と同様に１次転写時にセンサ
（不図示）で基準マーク１５を検知して、各色のトナー
像が中間転写体５上に正確に重ね合わされるようにイエ
ロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成タイミン
グが制御される。

【００５７】次に、上述した画像形成装置のフルカラー
画像形成動作について説明する。画像形成開始信号が入
力されると、感光ドラム１は所定のプロセススピード
（例えば２００ｍｍ／ｓｅｃ）で矢印ａ方向に回転駆動
される。また、中間転写体２０も感光ドラム１と同じプ
ロセススピードで矢印ｃ方向に移動（回転）される。

【００５８】そして、感光ドラム１は所定の帯電バイア
スが印加された帯電ローラ２により負極性及び所定の電
位に帯電される。そして、帯電された感光ドラム１上に
露光装置３によりレーザ光による画像露光Ｌが与えられ
て、目的のカラー画像の第１色目のイエロートナー像に
対応した静電潜像が形成される。そして、３色ロータリ
ー現像器２１の回転体２１ａを回転駆動してイエロー現
像器２１Ｙを現像位置に配置し、イエロー現像器２１Ｙ
により前記静電潜像を現像してイエロートナー像を形成
する。

【００５９】感光ドラム１上に形成担持されたイエロー
トナー像は、感光ドラム１と中間転写体２０間の１次転
写ニップ部Ｔ１を通過する過程で、この１次転写ニップ
部Ｔ１での圧力と１次転写バイアス電源９より１次転写
ローラ２７に印加される１次転写バイアス（トナーと逆
極性（正極性））により形成される電界によって、中間
転写体２０の外周面に１次転写（中間転写）される。中
間転写体２０上にイエロートナー像が１次転写された後
に、中間転写体２０に１次転写されないで感光ドラム１
上に残った１次転写残トナーは、感光ドラムクリーニン
グ装置６のクリーニングブレード６ａによって除去され
回収される。

【００６０】また、本実施の形態では、中間転写体２０
の周長を７６３．０ｍｍとしている。中間転写体５の周
長を決定する要因は、上述した実施の形態１と同様であ
るが、本実施の形態では３色ロータリー現像器２１を用
いているので、各色（イエロー、マゼンタ、シアン）間
で回転体２１ａを１２０°回転させる必要がある。

【００６１】このため、この回転に要する時間に相当す
る距離だけ中間転写体２０上に空走させられる領域を設
ける必要がある。３色ロータリー現像器２１の回転速度
が上述した実施の形態１の４色ロータリー現像器と同じ
回転速度であるとすると、本実施の形態においては、
１．０７×（１２０°÷９０°）＝１．４３秒分の時間
余裕がとれる構成が必要である。従って、この時間に空
走してしまう距離、即ち、本実施の形態ではプロセスス
ピードが２００ｍｍ／ｓｅｃなので、２００×１．４３
＝２８６．０ｍｍの空走領域を設けなければならない。

【００６２】そして、実施の形態１で述べた各要因をす
べて考慮して中間転写体２０の周長を決定しようとした
場合、本実施の形態においても、Ａ４サイズ紙２枚貼り
の時が中間転写体５の最大周長を必要とした。具体的な
サイズは以下のような計算式により求めることができ
る。周長＝（Ａ４サイズ紙２枚分）＋（連続通紙時の紙間）
＋（各現像器の色切り替え相当時間の空走距離）＝２１０×２＋５７＋２８６．０＝７６３．０（ｍｍ）
となり、上述の周長７６３．０ｍｍとなる。

【００６３】そして、上述のようにしてイエロートナー
像の１次転写が終了すると、回転体２１ａを回転駆動し
て順に次の現像器（マゼンタ現像器２１Ｍ、シアン現像
器２１Ｃを現像位置に移動させ、更にブラック現像器２
２ＢＫを現像位置に移動させて、第１色目のイエローの
場合と同様にして第２、３、４色目のマゼンタ、シア
ン、そしてブラックの各色について、静電潜像の形成、
現像工程、１次転写、クリーニングを順次行うことによ
り、中間転写体２０上に４色のトナー像を重ね合わせ
て、目的のカラー画像に対応した各色によるトナー像が
中間転写体２０上に形成される。この際、上述したよう
にセンサ（不図示）で中間転写体２０上の基準マーク１
５を検知して、各色のトナー像が中間転写体２０上に正
確に重ね合わされるようにイエロー、マゼンタ、シア
ン、ブラックの画像形成タイミングが制御される。な
お、感光ドラム１から中間転写体２０への各色のトナー
像の重畳転写工程において、２次転写ローラ１０及び中
間転写体クリーニングローラ１３は中間転写体２０から
離間している。

【００６４】そして、このフルカラー画像の形成に同期
して２次転写ローラ１０が中間転写体２０に当接して、
給紙カセット（不図示）から所定サイズの用紙などの転
写材Ｐが、レジストローラ対１７によって転写前ガイド
１８を通して中間転写体２０と２次転写ローラ１０間の
２次転写ニップ部Ｔ２に給送される。この際、２次転写
バイアス電源１２より２次転写ローラ１０へ２次転写バ
イアス（正極性の直流電圧）が印加され、中間転写体２
０上に重畳転写（１次転写）されたフルカラー画像が転
写材Ｐ上に一括転写（２次転写）される。

【００６５】そして、フルカラー画像が転写された転写
材Ｐは、定着装置７の定着ローラ７ａと加圧ローラ７ｂ
間に搬送されて加熱、加圧され、表面にフルカラー画像
が定着されて排紙トレイ上（不図示）に排紙されて、一
連の画像形成動作を終了する。

【００６６】また、中間転写体２０上に２次転写されず
に残った２次転写残トナーは、バイアス電源１４からバ
イアス（正極性の直流電圧）が印加された中間転写体ク
リーニングローラ１３によって本来とは逆極性に帯電さ
れ、１次転写ニップ部Ｔ１にて感光ドラム１に静電的に
吸着されて、中間転写体２０の表面が清掃される。感光
ドラム１上に逆転写されたこの２次転写残トナーはその
後、感光ドラムクリーニング装置６のクリーニングブレ
ード６ａによって回収される。

【００６７】また、モノカラー画像（ブラック単色画
像）を出力する場合には、ブラック現像器２２ＢＫを現
像位置に移動させ、感光ドラム１上に形成したブラック
トナー像を中間転写体２０上に１次転写した後に転写材
上に２次転写することによって、ブラック単色画像を得
ることができる。このモノカラー画像（ブラック単色画
像）連続形成時においては、実施の形態１と同様にフル
カラー画像連続形成時とは異なり、基準マーク１５と同
期をとらずにＡ４サイズ紙の２ｎ枚目と（２ｎ＋１）枚
目（ｎは自然数）の間隔を、（２ｎ−１）枚目と２ｎ枚
目の間隔と同じ紙間分だけの短い間隔で画像形成を行う
ようにした。

【００６８】次に、Ａ４サイズ紙フルカラー画像連続形
成時におけるフルカラーモード時とモノカラーモード
（ブラック単色）時における生産性について、上述した
実施の形態１と同様の手法で評価した。

【００６９】上述したようにフルカラーモード時は、中
間転写体２０を４回転させることで２枚のＡ４フルカラ
ー画像を形成することができるので、以下の計算式より
Ａ４サイズ紙１枚当たりに必要とされる時間が算出され
る。この際、中間転写体２０周長は上記したように、２
１０×２＋５７＋２８６．０＝７６３．０（ｍｍ）であ
る。よって、Ａ４サイズ紙１枚当たりに必要とされる時
間は、７６３．０×４÷２÷２００＝７．６３（秒）と
なる。

【００７０】そして、モノカラーモード時（ブラック単
色時）は、実施の形態１と同様に基準マーク１５を用い
ずに紙間距離だけあけて連続画像形成するようにしたの
で、Ａ４サイズ紙の画像形成装置内進行方向長さに紙間
距離を加えた距離だけ中間転写体２０を移動させるのに
要する時間で、Ａ４サイズ紙のモノカラー画像が１枚形
成できる。従って、Ａ４サイズ紙を１枚形成するのに要
する時間は、（２１０＋５７）÷２００＝１．３４
（秒）となる。

【００７１】これを生産性の観点で見直してみると、Ａ
４サイズ紙１枚分あたり必要な時間はフルカラー時７．
６３秒、ブラック単色時１．３４秒であるので、ブラッ
ク単色時の生産性はフルカラー時の７．６３÷１．３４
＝５．６９（倍）となり、従来のようにブラック単色時
も中間転写体２０の基準マーク（Ｈ．Ｐ．）１５と同期
して、中間転写体２０の１回転あたり２枚の画像形成を
行っていた時、即ち、ブラック単色時の生産性がフルカ
ラー時の４倍の時と比較して、約４２％の生産性向上を
図ることができた。

【００７２】また、本実施の形態では、イエロー、マゼ
ンタ、シアン３色の各現像器（イエロー現像器２１Ｙ、
マゼンタ現像器２１Ｍ、シアン現像器２１Ｃ）が搭載さ
れた３色ロータリー現像器２１と固定式のブラック単色
のブラック現像器２２ＢＫを備えた現像装置を用いたの
で、実施の形態１の４色ロータリー現像器と比較した場
合に、上述したようにフルカラー画像形成時に色現像器
の切り替えに時間がかかるため中間転写体２０の周長を
長く取る必要がある。従って、このような構成の現像装
置を備えた画像形成装置においては、本発明の効果はさ
らに顕著になる。

【００７３】また、本実施の形態では、ベルト状の中間
転写体２０を用いた構成であったが、実施の形態１と同
様にドラム状の中間転写体を用いた画像形成装置におい
ても同様の効果を得ることができる。

【００７４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、カ
ラー画像形成時には、検知手段で検知した基準位置目印
の位置に同期して色の異なる複数のトナー像の中間転写
体上への重畳転写を行い、単色画像形成時には、検知手
段で検出した基準位置目印の位置と非同期で単色トナー
像の中間転写体上への転写を行うようにしたので、単色
画像の生産性をカラー画像時の４倍以上に高めることが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係る画像形成装置を示
す概略構成図。

【図２】実施の形態１の画像形成装置によるフルカラー
画像連続形成時における中間転写体上の各色トナー像の
転写を説明するための図。

【図３】実施の形態１の画像形成装置によるブラック単
色画像連続形成時における中間転写体上の各色トナー像
の転写を説明するための図。

【図４】本発明の実施の形態２に係る画像形成装置を示
す概略構成図。

【符号の説明】

１感光ドラム（像担持体）２帯電ローラ３露光装置４現像装置４Ｙ、２１Ｙイエロー現像器４Ｍ、２１Ｍマゼンタ現像器４Ｃ、２１Ｃシアン現像器４Ｍ、２２ＢＫブラック現像器５、２０中間転写体７定着装置８転写ベルト１０２次転写ローラ１５基準マーク（基準位置目印）１６センサ（検知手段）２１３色ロータリー現像器２７１次転写ローラ

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０３Ｇ 21/00 ３８４Ｇ０３Ｇ 21/00 ３７２Ｆターム(参考） 2H027 DC03 DE01 DE07 DE09 EB04 EC06 ED17 ED24 FA02 FA28 FA30 FA35 FB07 FB19 2H030 AD05 AD07 AD17 BB02 BB24 BB33 BB42 BB44 BB46 BB53 BB56 BB63 2H032 AA05 AA15 BA08 BA09 BA16 BA18 BA23 CA02 CA13 CA15

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】静電潜像が形成される像担持体と、前記
像担持体上に形成された静電潜像を現像して単色又は複
数色のトナー像を形成する複数の現像器を有する現像手
段と、前記像担持体上に形成されたトナー像が１次転写
される中間転写体と、前記中間転写体上に転写されたト
ナー像を転写材に２次転写する２次転写部材とを備え、
カラー画像形成時には、前記複数の現像器で前記像担持
体上に形成したそれぞれ色の異なる複数のトナー像を前
記中間転写体上に重畳転写してから前記２次転写部材で
前記転写材上に一括転写し、単色画像形成時には、前記
複数の現像器のうちの任意の現像器で前記像担持体上に
形成した単色トナー像を前記中間転写体上に転写してか
ら前記２次転写部材で前記転写材上に転写する画像形成
装置において、前記中間転写体上に設けた該中間転写体の基準位置を示
す基準位置目印と、前記基準位置目印を検知する検知手段とを有し、カラー画像形成時には、前記検知手段で検知した前記基
準位置目印の位置に同期して前記色の異なる複数のトナ
ー像の前記中間転写体上への重畳転写を行い、単色画像
形成時には、前記検知手段で検知した前記基準位置目印
の位置と非同期で前記単色トナー像の前記中間転写体上
への転写を行う、ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】カラー画像形成時における前記中間転写
体の１回転当りに対する非転写領域の比率をＰ１、単色
画像形成時における前記中間転写体の１回転当りに対す
る非転写領域の比率をＰ２とすると、Ｐ１＞Ｐ２であ
る、ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】単色画像連続形成時には、連続給送され
る前記転写材の所定の給送間隔で前記単色トナー像を前
記中間転写体上に転写する、ことを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項４】前記現像手段は、イエロー用の現像器、
マゼンタ用の現像器、シアン用の現像器を搭載した回転
自在な３色ロータリー現像器と、前記３色ロータリー現
像器と別体のブラック現像器を備えている、ことを特徴とする請求項１、２又は３記載の画像形成装
置。
【請求項５】前記単色トナー像は、ブラックトナー像
である、ことを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の画像形
成装置。